WO2006094485A1 - Die cushion device having a numerically controlled drive and a hydraulic pad - Google Patents

Die cushion device having a numerically controlled drive and a hydraulic pad Download PDF

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WO2006094485A1
WO2006094485A1 PCT/DE2006/000395 DE2006000395W WO2006094485A1 WO 2006094485 A1 WO2006094485 A1 WO 2006094485A1 DE 2006000395 W DE2006000395 W DE 2006000395W WO 2006094485 A1 WO2006094485 A1 WO 2006094485A1
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WO
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die cushion
cushion device
pressure
hydraulic pad
hydraulic
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PCT/DE2006/000395
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French (fr)
Inventor
Rainer Reichenbach
Original Assignee
Müller Weingarten AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/02—Die-cushions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
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    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/10—Devices controlling or operating blank holders independently, or in conjunction with dies

Definitions

  • the invention relates to a die cushion device for a forming press according to the preamble of claim 1.
  • the EP 10 82 185 Bl discloses a deep-drawing press with driven by threaded spindle and spindle nut press ram and die cushion.
  • the movement of the die cushion is achieved in this embodiment exclusively by electronic drives, which are connected via spindle nut and threaded spindle with the pressure cheek. All drives are coupled without slip.
  • a disadvantage is certainly that the electric drives for the die cushion are coupled together.
  • Today's requirements, in particular the automotive industry to a forming press require a variable pressure distribution on the pressure cheek. This is prevented by the coupling of the drives.
  • the movement of the die cushion is synchronized via electrical waves on the one hand between the plunger and the die cushion and on the other hand between a plurality of servomotors belonging to the die cushion.
  • the required pulling force can be tense by changing the engine torque during the deep drawing process.
  • the device required for this purpose and the process steps required for the control are not disclosed. In principle, come to control such devices two different variants in question, a force-dependent and a path-dependent control.
  • the cushion force is detected by a pressure transducer for each pad pressure point.
  • the force transducers can be, for example, piezoelectric or resistive strain transducers.
  • the cushion force can be detected indirectly via the motor current of the servomotors. The determined forces are then compared with stored force setpoint values via an NC control device and the servomotors are correspondingly controlled.
  • a controller calculates a so-called electronic position cam, which includes the desired course of the pad position as a function of the plunger position.
  • the position cam is stored in the form of a table, a mathematical function or a combination of both in the controller.
  • the cushion position is influenced by a position control, which receives its setpoint from the position cam disc read out according to the current ram position. The movement of the ram continuously transfers position setpoints to a position controller.
  • the servomotor controlled via a power amplifier and the actively connected pressure plate follow the position cam.
  • the invention has for its object to develop starting from the prior art, a die cushion device with NC-controlled electric drives, which allows a path-dependent control of the pulling force.
  • a die cushion device with NC-controlled electric drives which allows a path-dependent control of the pulling force.
  • the possibility of overload protection of the die cushion device is to be created. In particular, this should be realized with the least possible construction costs.
  • the invention is based on the core idea, in the motion transmission chain, motor, threaded spindle, spindle nut and pressure cheek, a hydraulic pad which is able to absorb and compensate for impacts and control inaccuracies.
  • this hydraulic pad is located between the spindle nut and the pressure cheek and consists of a cylindrical cavity, which is designed as a piston ring surface.
  • a fluid which communicates via a hydraulic line with a pressure accumulator in communication and is pressurized.
  • This pressure can be changed via a suitable pressure setting.
  • the die cushion is pre-accelerated before placing the upper tool on the blank holder so that the relative speed between the upper tool and blank holder is minimized.
  • This acts as a shock pulse to the die cushion device, including all drive elements, resulting in a reduction in the life of the corresponding components. But if, as in the die cushion device according to the invention, a hydraulic cushion between the pressure cheek and spindle nut present, this can compensate for these shocks.
  • the die cushion device according to the invention causes an improvement in the life of all drive components.
  • the hydraulic cushion according to the invention in the motion transmission chain described above at a different location is, for example, between the drive bearing and a support which is firmly connected to the press table.
  • the die-cushion device according to the invention can also with a Overload protection can be provided.
  • the hydraulic pad is connected to a pressure relief valve.
  • This pressure relief valve allows a quick spraying of the hydraulic poster at a specifiable and adjustable pressure. This set value is such that both a normal die cushion operation is possible, and the components of the die cushion device are protected from damage or destruction by overload.
  • the size of the oil pads must be sized so that the press has enough time to come to a standstill.
  • the hydraulic pad can also be replaced by a pneumatic cushion or an element made of permanently elastic material. If an element made of permanently elastic material is used, it is possible to influence or adjust the elasticity by pretensioning.
  • the pressure in the hydraulic cushion not only preset as described above, but also controlled or regulated.
  • the path-dependent control of the servomotors can thereby be superimposed with a pressure or force-dependent control via the hydraulic cushion.
  • Figure 1 is a schematic representation of the forming press with die cushion
  • Figure 2 is a schematic representation of the die cushion device
  • Figure 3 is a detail view of the threaded spindle with spindle nut and hydraulic pad
  • Figure 1 shows a schematic representation of a forming press 19. Showing the ram 20, the upper and lower tools 21, 22 and the blank holder 23. The blank holder 23 is via pressure pins 24 operatively connected to the die cushion. 1 shows an enlarged view of the die cushion 1 FIG. 2.
  • Figure 2 shows a schematic representation of the table area of a forming press with the die cushion device according to the invention 1. You can see parts of the stand 2, the tie rods 3 and the table 4.
  • the die cushion device 1 is in the lower area on the drive bearing 5 and the support 6 firmly connected to the table 4.
  • the drive bearing 5 serves to receive the servomotor 7 with the threaded spindle 8 attached thereto.
  • the threaded spindle 8 is in operative connection with the spindle nut 9, which in turn is connected via a receptacle 10 to the pressure cheek 11.
  • the spindle nut 9 By turning the threaded spindle 8 by means of the stationary servo motor 7 thus the spindle nut 9, the receptacle 10 and ultimately the pressure cheek 11 is moved vertically. During this movement, the pressure cheek 11 is guided by means of the guide 12 in the table 4. Immediately before the drawing process, before the Upper tool touches on the sheet holder, not shown here, the pressure cheek 11, which is in operative connection with the sheet holder, partly inquiret in the direction of arrow 13. In general, the blank holder is pre-accelerated by the die cushion so that when placing the
  • the relative speed to the blank holder is about 10 - 15% of the absolute speed of the upper tool. This relative speed results in touchdown on a shock pulse, which is transmitted via the pressure cheek 11 on the receptacle 10.
  • this shock pulse is not forwarded as in known solutions of the receptacle 10 directly to the spindle nut 9 and thus also on the threaded spindle 8, but on a hydraulic pad 14.
  • FIG. 3 the arrangement of the hydraulic pad 14 is shown in more detail.
  • the spindle nut 9 is fixedly connected to an intermediate piece 15.
  • the intermediate piece 15 fulfills the object of a rotation for the spindle nut 9.
  • Between the receptacle 10 and the intermediate piece 15 is a cavity, which is filled in this embodiment with a fluid. This fluid-filled cavity, the hydraulic cushion according to the invention is over a
  • Hydraulic line 16 is connected to a pressure accumulator 17.
  • the prevailing pressure can be preselected or changed by means of a pressure adjustment fitting 18.
  • the invention is not limited to the illustrated and described embodiment. It also includes all expert training in the context of the inventive concept.
  • the accumulator 17 and the Druckeinstellarmatur 18 are replaced by a pressure control loop.
  • Another variant would be the hydraulic pad 14 equipped with a pressure relief valve so as to realize an overload protection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)

Abstract

A die cushion device (1) is proposed in which the pressure cheek (11) is moved and pressurized by means of electromotive drives (7), and in which a hydraulic pad (14) is arranged between a spindle nut (9) and the pressure cheek (11).

Description

"Ziehkissen-Vorrichtung mit NC-Antrieb und hydraulischem Polster""Cushioning device with NC drive and hydraulic pad"
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Ziehkissen-Vorrichtung für eine Umformpresse nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.The invention relates to a die cushion device for a forming press according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Zum Umformen von Ziehteilen ist es erforderlich, das auf ein Unterwerkzeug aufgelegte Werkstück zu halten. Dazu wird das Werkstück zwischen einem speziellen Blechhalter und dem herab fahrenden Oberwerkzeug eingespannt. Dabei muss der vom Stößel während des Niedergangs aufgebrachten Kraft eine Gegenkraft über eine geregelt nachgebende Vorrichtung entgegenwirken. Hierfür wird die Gegenkraft auf den Blechhalter durch eine darunter liegende Druckwange, auch Druckkissen oder Ziehkissen genannt, aufgebracht. Der Aufbau eines solchen Ziehkissens ist im „Handbuch der Umformtechnik, S. 46, Schuler 1996" dargestellt. In der EP 04 17 754 Bl ist eine Ziehkissen- Vorrichtung offenbart, bei der beim Auftreffen des Oberwerkzeuges auf den Blechhalter der Auftreffschlag und der entstehende Aufschlaglärm durch eine Vorbeschleunigung der Ziehkissenmassen vermindert werden kann und nachfolgend eine hydraulische Verspannung des Blechhalters erfolgen kann. Charakteristisch für alle hydraulisch und pneumatisch betätigten Ziehkissen ist der sehr hohe Steuerungs- und Regelungsaufwand zur Erzielung der gewünschten Weg- und Kraftfunktionen .For forming drawn parts, it is necessary to hold the workpiece placed on a lower die. For this purpose, the workpiece is clamped between a special plate holder and the descending upper tool. In this case, the force applied by the plunger during the decline force must counteract a counter force on a controlled reproducing device. For this purpose, the counterforce on the plate holder by an underlying pressure cheek, also known as pressure pad or die cushion applied. The structure of such a die cushion is shown in the "Handbuch der Umformtechnik, p 46, Schuler 1996." In EP 04 17 754 Bl a die cushion device is disclosed in which upon impact of the upper tool on the blank holder the impact and the resulting impact noise can be reduced by a pre-acceleration of the die cushion masses and subsequently a hydraulic clamping of the sheet holder can take place. Characteristic of all hydraulically and pneumatically actuated die cushion is the very high control and regulatory effort to achieve the desired displacement and force functions.
In jüngster Zeit sind Ziehkissen bekannt geworden, bei denen diese Weg- und Kraftfunktionen von NC-gesteuerten elektrischen Antrieben erzeugt werden. Die EP 10 82 185 Bl offenbart eine TiefZiehpresse mit durch Gewindespindel und Spindelmutter angetriebenen Pressenstößel sowie Ziehkissen. Die Bewegung des Ziehkissens wird bei dieser Ausführung ausschließlich durch elektronische Antriebe erreicht, welche über Spindelmutter und Gewindespindel mit der Druckwange in Verbindung stehen. Alle Antriebe sind schlupffrei miteinander gekoppelt. Diese Lösung hat zwar den Vorteil, dass gegenüber den bekannten hydraulischen und pneumatischen Ziehkissen der Regelaufwand verringert wird, sie beinhaltet aber auch einige Nachteile.Recently, die cushions have become known in which these travel and force functions are generated by NC-controlled electric drives. The EP 10 82 185 Bl discloses a deep-drawing press with driven by threaded spindle and spindle nut press ram and die cushion. The movement of the die cushion is achieved in this embodiment exclusively by electronic drives, which are connected via spindle nut and threaded spindle with the pressure cheek. All drives are coupled without slip. Although this solution has the advantage that compared to the known hydraulic and pneumatic die cushion the regulatory burden is reduced, but it also includes some disadvantages.
Ein Nachteil ist sicherlich, dass die elektrischen Antriebe für das Ziehkissen miteinander gekoppelt sind. Die heutigen Anforderungen insbesondere der Automobilindustrie an eine Umformpresse erfordern eine variable Druckverteilung an der Druckwange. Durch die Kopplung der Antriebe wird dies verhindert .A disadvantage is certainly that the electric drives for the die cushion are coupled together. Today's requirements, in particular the automotive industry to a forming press require a variable pressure distribution on the pressure cheek. This is prevented by the coupling of the drives.
Ferner wird offenbart, dass die Bewegung des Ziehkissens über elektrische Wellen einerseits zwischen dem Stößel und dem Ziehkissen und andererseits zwischen mehreren zum Ziehkissen gehörenden Servomotoren synchronisiert wird. Dabei kann die erforderliche Ziehkraft durch Änderung des Motormomentes während des Tiefziehvorganges angespannt werden. Die hierzu erforderliche Vorrichtung und die zur Regelung erforderlichen Verfahrensschritte sind nicht offenbart. Prinzipiell kommen zur Regelung solcher Vorrichtungen zwei unterschiedliche Varianten in Frage, eine kraftabhängige und eine wegabhängige Regelung.It is further disclosed that the movement of the die cushion is synchronized via electrical waves on the one hand between the plunger and the die cushion and on the other hand between a plurality of servomotors belonging to the die cushion. In this case, the required pulling force can be tense by changing the engine torque during the deep drawing process. The device required for this purpose and the process steps required for the control are not disclosed. In principle, come to control such devices two different variants in question, a force-dependent and a path-dependent control.
Bei einer kraftabhängigen Regelung wird die Kissenkraft über einen Druckaufnehmer für jeden Kissendruckpunkt erfasst. Die Kraftaufnehmer können beispielsweise piezoelektrische oder resistive Dehnungsaufnehmer sein. Alternativ kann die Kissenkraft indirekt über den Motorstrom der Servomotoren erfasst werden. Über eine NC-Steuereinrichtung werden dann die ermittelten Kräfte mit hinterlegten Kraft-Sollwerten verglichen und die Servomotoren entsprechend angesteuert.In a force-dependent control, the cushion force is detected by a pressure transducer for each pad pressure point. The force transducers can be, for example, piezoelectric or resistive strain transducers. Alternatively, the cushion force can be detected indirectly via the motor current of the servomotors. The determined forces are then compared with stored force setpoint values via an NC control device and the servomotors are correspondingly controlled.
Bei einer wegabhängigen Regelung berechnet eine Steuerung eine so genannte elektronische Positions-Kurvenscheibe, die den Soll-Verlauf der Kissenposition in Abhängigkeit von der Stößelposition beinhaltet. Die Positions-Kurvenscheibe wird in Form einer Tabelle, einer mathematischen Funktion oder einer Kombination aus beiden in der Steuerung gespeichert. Die Kissenposition wird durch eine Lageregelung beeinflusst, die ihren Sollwert aus der entsprechend der aktuellen Stößelposition ausgelesenen Positions-Kurvenscheibe erhält. Durch die Bewegung des Stößels werden fortlaufend Lage- Sollwerte an einen Lageregler übergeben. Der über einen Leistungsverstärker angesteuerte Servomotor und die wirkverbundene Druckwange folgen der Positions-Kurvenscheibe.In a path-dependent control, a controller calculates a so-called electronic position cam, which includes the desired course of the pad position as a function of the plunger position. The position cam is stored in the form of a table, a mathematical function or a combination of both in the controller. The cushion position is influenced by a position control, which receives its setpoint from the position cam disc read out according to the current ram position. The movement of the ram continuously transfers position setpoints to a position controller. The servomotor controlled via a power amplifier and the actively connected pressure plate follow the position cam.
Bei der in der EP 1 082 185 Bl offenbarten Vorrichtung ist durch die steife, nahezu spielfreie Bewegungsübertragungskette zwischen Motor und Druckwange eine solche wegabhängigeIn the case of the device disclosed in EP 1 082 185 Bl, such a travel-dependent movement is due to the stiff, almost play-free motion transmission chain between the engine and the pressure cheek
Regelung nicht möglich. Durch die feste Positionszuordnung zwischen Stößel und Ziehkissen können unstetige Kraftsprünge, wie z. B. beim Aufsetzen des Oberwerkzeuges auf den Blechhalter oder bei einem Not-Stopp, regelungstechnisch nicht ausgeglichen werden. Impulsartige Beanspruchungen würden somit direkt in die mechanischen Bauteile eingeleitet werden, was zu einem Versagen oder zumindest zu einer Verringerung der Lebensdauer führen würde.Regulation not possible. Due to the fixed position assignment between plunger and die cushion can unsteady leaps in force, such. B. when placing the upper tool on the Sheet holder or in case of an emergency stop, control technology can not be compensated. Pulse-like stresses would thus be introduced directly into the mechanical components, which would lead to failure or at least to a reduction in the service life.
Da die reduzierten Massen der Motorträgheitsmomente auf das Ziehkissen bzw. auf die Druckwange sehr hoch sind, ist eine kraftabhängige Regelung der offenbarten Vorrichtung ebenfalls problematisch.Since the reduced masses of the engine moments of inertia on the die cushion or on the pressure cheek are very high, a force-dependent control of the disclosed device is also problematic.
Aufgabe und Vorteil der ErfindungTask and advantage of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Stand der Technik eine Ziehkissen-Vorrichtung mit NC-gesteuerten elektrischen Antrieben zu entwickeln, welche eine wegabhängige Regelung der Ziehkraft ermöglicht. Außerdem soll die Möglichkeit einer Überlastsicherung der Ziehkissen-Vorrichtung geschaffen werden. Insbesondere soll dies mit einem möglichst geringen baulichen Aufwand realisiert werden.The invention has for its object to develop starting from the prior art, a die cushion device with NC-controlled electric drives, which allows a path-dependent control of the pulling force. In addition, the possibility of overload protection of the die cushion device is to be created. In particular, this should be realized with the least possible construction costs.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Ziehkissen-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst.This object is achieved on the basis of a die cushion device according to the preamble of claim 1 by the characterizing features of claim 1.
In den ünteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem Hauptanspruch angegebenen Ziehkissen-Vorrichtung verwirklicht .In the dependent claims advantageous developments and improvements of the cushions in the main claim device are realized.
Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, in die Bewegungsübertragungskette, Motor, Gewindespindel, Spindelmutter und Druckwange, ein hydraulisches Polster einzubauen, welches in der Lage ist Stöße und Regelungenauigkeiten aufzunehmen und zu kompensieren.The invention is based on the core idea, in the motion transmission chain, motor, threaded spindle, spindle nut and pressure cheek, a hydraulic pad which is able to absorb and compensate for impacts and control inaccuracies.
In vorteilhafter Weise befindet sich dieses hydraulische Polster zwischen der Spindelmutter und der Druckwange und besteht aus einem zylindrischen Hohlraum, welcher als Kolbenringfläche ausgebildet ist. Darin befindet sich ein Fluid, das über eine Hydraulikleitung mit einem Druckspeicher in Verbindung steht und mit Druck beaufschlagt wird. Dieser Druck ist über eine geeignete Druckeinstellung veränderbar. Während eines Pressenhubes wird das Ziehkissen vor dem Aufsetzen des Oberwerkzeugs auf den Blechhalter so vorbeschleunigt, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen Oberwerkzeug und Blechhalter möglichst gering ist. In der Praxis wird immer eine minimale Relativbewegung vorhanden sein. Diese wirkt sich als Stoßimpuls auf die Ziehkissen- Vorrichtung, einschließlich aller Antriebselemente aus, was zu einer Verringerung der Lebensdauer der entsprechenden Bauteile führt. Ist aber, wie bei der erfindungsgemäßen Ziehkissen- Vorrichtung eine hydraulisches Polster zwischen Druckwange und Spindelmutter vorhanden, kann dieses diese Stöße kompensieren. Somit bewirkt die erfindungsgemäße Ziehkissen-Vorrichtung eine Verbesserung der Lebensdauer aller Antriebsbauteile.Advantageously, this hydraulic pad is located between the spindle nut and the pressure cheek and consists of a cylindrical cavity, which is designed as a piston ring surface. Therein is a fluid, which communicates via a hydraulic line with a pressure accumulator in communication and is pressurized. This pressure can be changed via a suitable pressure setting. During a press stroke, the die cushion is pre-accelerated before placing the upper tool on the blank holder so that the relative speed between the upper tool and blank holder is minimized. In practice, there will always be a minimum relative movement. This acts as a shock pulse to the die cushion device, including all drive elements, resulting in a reduction in the life of the corresponding components. But if, as in the die cushion device according to the invention, a hydraulic cushion between the pressure cheek and spindle nut present, this can compensate for these shocks. Thus, the die cushion device according to the invention causes an improvement in the life of all drive components.
Optional kann das erfindungsgemäße hydraulische Polster in der oben beschriebenen Bewegungsübertragungskette an einer anderen Stelle, als zwischen Druckwange und Spindelmutter angebracht werden. Ein weiterer geeigneter Anbauort ist zum Beispiel zwischen der Antriebslagerung und einer Auflage, welche mit dem Pressentisch fest verbunden ist.Optionally, the hydraulic cushion according to the invention in the motion transmission chain described above at a different location, as mounted between the pressure cheek and spindle nut. Another suitable location is, for example, between the drive bearing and a support which is firmly connected to the press table.
Neben der oben beschriebenen Dämpfung von Stößen kann die erfindungsgemäße Ziehkissen-Vorrichtung auch mit einer Überlastsicherung vorgesehen werden. Dazu wird das hydraulische Polster mit einem Druckbegrenzungsventil verbunden. Dieses Druckbegrenzungsventil ermöglicht ein schnelles Abspritzen des Hydraulikposter bei einem vorgebbaren und einstellbaren Druck. Dieser Einstellwert ist so bemessen, dass sowohl ein normaler Ziehkissenbetrieb möglich ist, als auch die Bauteile der Ziehkissen-Vorrichtung vor einer Beschädigung oder Zerstörung durch Überlast geschützt werden. Die Größe der Ölpolster muss dabei so bemessen sein, dass der Presse genügend Zeit bleibt zum Stillstand zu kommen.In addition to the damping of shocks described above, the die-cushion device according to the invention can also with a Overload protection can be provided. For this purpose, the hydraulic pad is connected to a pressure relief valve. This pressure relief valve allows a quick spraying of the hydraulic poster at a specifiable and adjustable pressure. This set value is such that both a normal die cushion operation is possible, and the components of the die cushion device are protected from damage or destruction by overload. The size of the oil pads must be sized so that the press has enough time to come to a standstill.
Alternativ zur oben beschriebenen Ausführung, kann das hydraulische Polster auch durch ein pneumatisches Polster oder ein Element aus dauerelastischem Material ersetzt werden. Wird ein Element aus dauerelastischem Material verwendet, besteht die Möglichkeit die Elastizität durch ein Vorspannen zu beeinflussen bzw. einzustellen.As an alternative to the embodiment described above, the hydraulic pad can also be replaced by a pneumatic cushion or an element made of permanently elastic material. If an element made of permanently elastic material is used, it is possible to influence or adjust the elasticity by pretensioning.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung kann der Druck in dem hydraulischen Polster nicht nur wie oben beschrieben voreingestellt, sondern auch gesteuert oder geregelt werden.In a further advantageous development, the pressure in the hydraulic cushion not only preset as described above, but also controlled or regulated.
Die wegabhängige Regelung der Servomotoren kann dadurch mit einer druck- bzw. kraftabhängigen Regelung über das hydraulische Polster überlagert werden.The path-dependent control of the servomotors can thereby be superimposed with a pressure or force-dependent control via the hydraulic cushion.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel.Further details and advantages of the invention will become apparent from the embodiment illustrated with reference to FIGS.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung der Umformpresse mit Ziehkissen Figur 2 eine schematische Darstellung der Ziehkissen- VorrichtungFigure 1 is a schematic representation of the forming press with die cushion Figure 2 is a schematic representation of the die cushion device
Figur 3 eine Detailansicht der Gewindespindel mit Spindelmutter und hydraulischem PolsterFigure 3 is a detail view of the threaded spindle with spindle nut and hydraulic pad
Beschreibung eines AusführungsbeispielsDescription of an embodiment
" Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Umformpresse 19. Zu sehen sind der Stößel 20 das Ober- und Unterwerkzeug 21, 22 sowie der Blechhalter 23. Der Blechhalter 23 ist über Druckbolzen 24 mit dem Ziehkissen 1 wirkverbunden. Eine vergrößerte Ansicht des Ziehkissen 1 zeigt Figur 2. "Figure 1 shows a schematic representation of a forming press 19. Showing the ram 20, the upper and lower tools 21, 22 and the blank holder 23. The blank holder 23 is via pressure pins 24 operatively connected to the die cushion. 1 shows an enlarged view of the die cushion 1 FIG. 2.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Tischbereichs einer Umformpresse mit der erfindungsgemäßen Ziehkissen- Vorrichtung 1. Zu sehen sind Teile der Ständer 2, die Zuganker 3 und der Tisch 4. Die Ziehkissen-Vorrichtung 1 ist im unteren Bereich über die Antriebslagerung 5 und der Auflage 6 fest mit dem Tisch 4 verbunden. Die Antriebslagerung 5 dient zur Aufnahme des Servomotors 7 mit der daran angebauten Gewindespindel 8. Die Gewindespindel 8 steht in Wirkverbindung mit der Spindelmutter 9, welche ihrerseits über eine Aufnahme 10 mit der Druckwange 11 verbunden ist.Figure 2 shows a schematic representation of the table area of a forming press with the die cushion device according to the invention 1. You can see parts of the stand 2, the tie rods 3 and the table 4. The die cushion device 1 is in the lower area on the drive bearing 5 and the support 6 firmly connected to the table 4. The drive bearing 5 serves to receive the servomotor 7 with the threaded spindle 8 attached thereto. The threaded spindle 8 is in operative connection with the spindle nut 9, which in turn is connected via a receptacle 10 to the pressure cheek 11.
Durch Drehen der Gewindespindel 8 mittels des ortsfesten Servomotors 7 wird somit die Spindelmutter 9, die Aufnahme 10 und letztlich die Druckwange 11 vertikal verfahren. Bei dieser Bewegung wird die Druckwange 11 mittels der Führung 12 im Tisch 4 geführt. Unmittelbar vor dem Ziehvorgang, bevor das Oberwerkzeug auf den hier nicht dargestellten Blechhalter aufsetzt, wird die Druckwange 11, welche mit dem Blechhalter in Wirkverbindung steht, in Richtung des Pfeils 13 vorbeschleunigt. In der Regel wird der Blechhalter durch das Ziehkissen so vorbeschleunigt, dass beim Aufsetzen desBy turning the threaded spindle 8 by means of the stationary servo motor 7 thus the spindle nut 9, the receptacle 10 and ultimately the pressure cheek 11 is moved vertically. During this movement, the pressure cheek 11 is guided by means of the guide 12 in the table 4. Immediately before the drawing process, before the Upper tool touches on the sheet holder, not shown here, the pressure cheek 11, which is in operative connection with the sheet holder, vorbeschleunigt in the direction of arrow 13. In general, the blank holder is pre-accelerated by the die cushion so that when placing the
Oberwerkzeuges die Relativgeschwindigkeit zum Blechhalter ca. 10 - 15 % der absoluten Geschwindigkeit des Oberwerkzeuges beträgt. Diese Relativgeschwindigkeit führt beim Aufsetzen zu einem Stoßimpuls, welcher über die Druckwange 11 auf die Aufnahme 10 übertragen wird.Upper tool the relative speed to the blank holder is about 10 - 15% of the absolute speed of the upper tool. This relative speed results in touchdown on a shock pulse, which is transmitted via the pressure cheek 11 on the receptacle 10.
Bei der hier dargestellten erfindungsgemäßen Ziehkissen- Vorrichtung 1 wird dieser Stoßimpuls nicht wie bei bekannten Lösungen von der Aufnahme 10 direkt auf die Spindelmutter 9 und somit auch auf die Gewindespindel 8, sondern auf ein hydraulisches Polster 14 weitergeleitet.In the inventive die cushion device 1 shown here, this shock pulse is not forwarded as in known solutions of the receptacle 10 directly to the spindle nut 9 and thus also on the threaded spindle 8, but on a hydraulic pad 14.
In Figur 3 ist die Anordnung des hydraulischen Polsters 14 genauer dargestellt. Die Spindelmutter 9 ist fest mit einem Zwischenstück 15 verbunden. Das Zwischenstück 15 erfüllt die Aufgabe einer Verdrehsicherung für die Spindelmutter 9. Zwischen der Aufnahme 10 und dem Zwischenstück 15 befindet sich ein Hohlraum, welcher in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Fluid gefüllt ist. Dieser mit Fluid gefüllte Hohlraum, das erfindungsgemäße hydraulische Polster, ist über eineIn Figure 3, the arrangement of the hydraulic pad 14 is shown in more detail. The spindle nut 9 is fixedly connected to an intermediate piece 15. The intermediate piece 15 fulfills the object of a rotation for the spindle nut 9. Between the receptacle 10 and the intermediate piece 15 is a cavity, which is filled in this embodiment with a fluid. This fluid-filled cavity, the hydraulic cushion according to the invention is over a
Hydraulikleitung 16 mit einem Druckspeicher 17 verbunden. Der vorherrschende Druck ist mittels einer Druckeinstellarmatur 18 vorwählbar beziehungsweise veränderbar.Hydraulic line 16 is connected to a pressure accumulator 17. The prevailing pressure can be preselected or changed by means of a pressure adjustment fitting 18.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens. Beispielsweise kann wie bereits beschrieben der Druckspeicher 17 und die Druckeinstellarmatur 18 durch einen Druckregelkreis ersetzt werden. Eine weitere Variante wäre das hydraulische Polster 14 mit einem Überdruckventil auszustatten um so eine Überlastsicherung zu realisieren. The invention is not limited to the illustrated and described embodiment. It also includes all expert training in the context of the inventive concept. For example, as already described, the accumulator 17 and the Druckeinstellarmatur 18 are replaced by a pressure control loop. Another variant would be the hydraulic pad 14 equipped with a pressure relief valve so as to realize an overload protection.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1. Ziehkissen-Vorrichtung1. die cushion device
2. Ständer2nd stand
3. Zuganker 4. Tisch3. Tie rod 4. Table
5. Antriebslagerung5. Drive storage
6. Auflage6th edition
7. Servomotor7. Servomotor
8. Gewindespindel 9. Spindelmutter8. Threaded spindle 9. Spindle nut
10. Aufnahme10. Recording
11. Druckwange11. pressure cheek
12. Führung12. Leadership
13. Richtungspfeil 14. Hydraulisches Polster13. Directional arrow 14. Hydraulic pad
15. Zwischenstück15. intermediate piece
16. Hydraulikleitung16. Hydraulic line
17. Druckspeicher17. Pressure accumulator
18. Druckeinstellarmatur 19. Presse18. Pressure adjustment fitting 19. Press
20. Stößel20th pestle
21. Werkzeugoberteil21. Tool shell
22. Werkzeugunterteil22. Tool lower part
23. Blechhalter 24. Druckbolzen 23. Sheet holder 24. Pressure pin

Claims

Ansprüche: Claims:
1. Ziehkissen-Vorrichtung für eine Metall bearbeitende Presse zur Regelung einer Blechhalterkraft zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil, wobei die Druckbeaufschlagung und die Bewegung eines Blechhalters bzw. einer mit dem Blechhalter wirkverbundenen Druckwange mittels einem oder mehreren elektromotorischen Antrieben erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Bewegungsübertragungskette zwischen dem Antriebsmotor 7 und der Druckwange 11 mindestens ein elastisches Element 14 eingebaut ist.1. die cushion device for a metal-working press for controlling a blank holder force between the tool lower part and the tool shell, wherein the pressurization and the movement of a sheet holder or an operatively connected to the blank holder pressure cheek is carried out by means of one or more electric motor drives, characterized in that in a motion transmission chain between the drive motor 7 and the pressure cheek 11 at least one elastic element 14 is installed.
2. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elastisches Element ein hydraulisches Polster 14 einsetzbar ist.2. die cushion device according to claim 1, characterized in that a hydraulic pad 14 is used as an elastic element.
3. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Polster 14 mit einem Druckspeicher 17 wirkverbunden ist.3. die cushion device according to claim 1 and 2, characterized in that the hydraulic pad 14 is operatively connected to a pressure accumulator 17.
4. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Polster 14 mit einem Druckspeicher 17 und einer Druckeinstellarmatur 18 wirkverbunden ist und dass der vorherrschende Druck einstellbar ist.4. die cushion device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the hydraulic pad 14 is operatively connected to a pressure accumulator 17 and a Druckeinstellarmatur 18 and that the prevailing pressure is adjustable.
5. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Polster 14 mit einem Druckbegrenzungsventil wirkverbunden ist.5. die cushion device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the hydraulic pad 14 is operatively connected to a pressure relief valve.
6. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des hydraulischen Polsters 14 so gewählt wird, dass beim Auslösen des Druckbegrenzungsventils eine Überlast der Antriebsbauteile (7. 8. 9, 15, 10) vermeidbar ist.6. die cushion device according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the volume of the hydraulic pad 14 is selected so that at Triggering of the pressure relief valve overload of the drive components (7. 8. 9, 15, 10) is avoidable.
7. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlastfall die Gewindemutter 9 in Richtung des Pfeils 13 beschleunigt wird.7. die cushion device according to one or more of claims 1 to β, characterized in that in case of overload, the threaded nut 9 is accelerated in the direction of the arrow 13.
8. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im hydraulischen Polster 14 mittels eines mit dem hydraulischen Polster 14 wirkverbundenen Regelkreises, steuerbar oder regelbar ist.8. die cushion device according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the pressure in the hydraulic pad 14 by means of a functionally connected to the hydraulic pad 14 control loop, is controllable or adjustable.
9. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Polster 14 zwischen der Aufnahme 10 und dem Zwischenstück 15 einbaubar ist.9. die cushion device according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the hydraulic pad 14 between the receptacle 10 and the intermediate piece 15 can be installed.
10. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Polster 14 zwischen der Antriebslagerung 5 und der Auflage 6 einbaubar ist.10. die cushion device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the hydraulic pad 14 between the drive bearing 5 and the support 6 can be installed.
11. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als elastisches Element ein pneumatisches Polster einsetzbar ist.11. die cushion device according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that a pneumatic cushion can be used as an elastic element.
12. Ziehkissen-Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als elastisches Element ein Element aus dauerelastischem Material einsetzbar ist.12. die cushion device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that an element made of permanently elastic material can be used as an elastic element.
13. Ziehkissen-Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Element aus dauerelastischem Material vorgespannt wird. 13. die cushion device according to claim 12, characterized in that the element is biased from permanently elastic material.
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